精密机械制造技术1.1金属切削刀具基本知识

GLDOUGTO
机械制造技术基础
2020/4/12
1
2020/4/12
第一章 切削与磨削过程
本章的重点内容
金属切削刀具：概念、角度、材料、刀具种类
2
第一节 金属切削过程与刀具的基 2020/4/12
本知识
一.切削运动与切削用量 金属切削加工的基本概念
１、切削运动
❖金属切削加工是利用刀具从工件毛坯上切去 一层多余的金属，从而使工件达到规定的几何 形状、尺寸精度和表面质量的机械加工方法。
①与②合成为切削运动
4
2020/4/12
<>
2.切削时的工件表面
➢待加工表面： 工件上即将 被切除的表面
➢已加工表面：工件上经刀 具切削后形成的表面
➢过渡表面（加工表面）： 工件上被切削正在切削着的 表面，它总在待加工表面和 与加工表面之间
5
*
<>
3、 切削用量 （切削三要素）
切削速度:
Vc=πdn/1000(m/s)
23
*
<>
四、刀具材料
2020/4/12
24
<>
1、刀具材料应具备的性能
2020/4/12
25
2、高速钢(表1-1)
2020/4/12
❖ 含有较多钨、钼、铬、钒等元素的高合金工具 钢；
❖ 具有较高的硬度（热处理硬度达HRC62—67 ）和耐热性（切削温度可达550—600º）；
❖ 切速比碳素工具钢和合金工具钢高1~3倍(由此 得名)，刀具耐用度高10~40倍，甚至更多；
❖为了切除多余的金属，刀具和工件之间必须 有相对运动，即切削运动。
❖切削运动可分为主运动和进给运动。 如图2－1和图2－2。
3
<>
切削运动
① 主运动：使工件与刀具产生
相对运动以进行切削的最基本 运动。其速度最高，消耗功率 最大。切削运动中，主运动只 有一个.
② 进给运动：不断地把被切削
层投入切削，以逐渐切削出整 个工件表面的运动，为进给运 动。一般速度低，消耗功率小， 可由一个或多个运动组成
(3)主偏角：在基面内测量的主
切削刃在基面上的投影与进给运 动方向的夹角，主偏角一般为正
13
2020/4/12
<>
(4)副偏角 在基面内测
量的副切削刃在基面上 的投影与进给运动反方 向的夹角，副偏角一般 为正值。
(5)刃倾角 在切削平面
内测量的主切削刃与基 面之间的夹角。
14
2020/4/12
<>
10
<>
2020/4/12
Baidu Nhomakorabea
11
<>
2、定义刀具角度的参考系
❖ 基面Pr：通过主切削刃上选
定点，垂直于该点切削速度方 向的平面。
❖ 切削平面Ps：通过主切削刃
上选定点，与主切削刃相切， 垂直于该点基面的平面。
❖ 正交平面P0：通过主切削刃
上选定点，垂直于基面和切削 平面的平面。
基面、切削平面和正交平面
<>
2020/4/12
刀具工作角度的影响因素（小结）
❖刀具的工作角度：
切削过程中的实际基面、切削平面和正交 平面为参考系所确定的刀具角度。
❖影响刀具工作角度因素：
横向进给运动（图2-9）；刀具安装高低（图211） ；
轴向进给运动（图2-10）；刀杆中心线偏移（图2-
12） 。
22
<>
三.切削层参数与切削方 式
进给量:
f or Vf
背吃刀量:
ap =(d w - d m )/2 (mm)
三者的总称为切削用量
6
2020/4/12
<>
二、刀具角度
2020/4/12
1、刀具切削部分的组成（车刀）
7
<>
2020/4/12
(1)前刀面（前面):刀具上与切屑接触并相互作用 的表面。切屑流过的表面，以Ar 表示。
(2)主后刀面（主后面):刀具上与工件过渡表面接 触并相互作用的表面。以Aα表示。
刀具标注角度（小结）
2020/4/12
❖ 前角γ0：在正交平面上度量，前刀面与基面间的夹角， 数值有正、负。
❖ 后角α0 ：在正交平面上度量，主后刀面与切削平面的 夹角；
❖ 主偏角κr ：在基面上度量，主切削刃在基面上的投影 与进给运动方向的夹角。
❖ 副偏角κ’r ：在基面上度量，副切削刃在基面上的投 影与进给运动反方向的夹角。
➢公称厚度hD：垂直于过渡表面
测量的切削层的尺寸,相邻两过渡 表面之间的距离。
hD＝f×sinKr (mm)
➢公称宽度bD：沿过渡表面测量
的切削层尺寸。反应了切削刀刃 参加切削的工作长度。
bD＝ap/sinKr (mm)
➢公称横截面积：切削层在切
削层尺寸平面内的实际横截面积。
AD＝hD×bD ＝f×ap (mm2)
的工作主偏角和工作副偏角的变化情况
b)进给运动对工作角度的影响
18
<>
2020/4/12
19
<>
2020/4/12
❖刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作 角度的情况
➢ 刀尖安装得高于或低于工件轴线时的工作角度
20
<>
2020/4/12
➢ 当刀尖低于工件轴线时：工作前角变小，工作后 角变大。
21
❖ 刃倾角λs：主刃—基面之间的夹角（切削平面测量）
15
<>
2020/4/12
刀具的主要16标注角度
<>
4、刀具的工作角度
2020/4/12
17
<>
2020/4/12
a)刀具安装位置对工作角度的影响 ①当刀尖安装得高于或低于工件轴线时，刀具的工作
前角和工作后角的变化情况 ②当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，刀具
❖ 可以加工从有色金属到高温合金的范围广泛的
材料； 26
<>
2020/4/12
❖ 制造工艺简单，能锻造，容易磨出锋利的刀刃 ；
❖ 在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、 齿轮刀具等）的制造中占有重要地位。
❖ 用途分：通用型高速钢和高性能高速钢 ❖ 制造工艺分：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢
8
<>
2020/4/12
(3)副后刀面（副后面):刀具上与工件已加工表 面接触并相互作用的表面。
(4)主切削刃:前刀面与主后刀面的交线，它完成 主要的切削工作。
9
<>
2020/4/12
(5)副切削刃:前刀面与副后刀面的交线，它配合 主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表 面。
(6)刀尖:连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃， 它可以是小的直线段或圆弧．
组成标注刀具角度的正交平面
参考系。常用的参考系还有法
平面、假定工作平面和背平面
参考系。
12
2020/4/12
<>
3、刀具的标注角度
(1)前角：在正交平面内测量前刀
面与基面之间的夹角，前角表示
前刀面的倾斜程度，前角的正负
方向按图示规定表示。
(2)后角：在正交平面内测量的主
后刀面与切削平面之间的夹角， 后角表示主后刀面的倾斜程度； 后角一般为正值。